电流功率扩展分析管理论文

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随着大规模集成电路的发展，传统的由分离元件组成的功率放大器正在被高度集成化的功率模块所代替。尤其在输出功率为20～50W之间的功率电源和标准源的设计当中，许多生产厂家在功率输出级均采用了先进的大规模集成功放，这既节约了成本，又缩短了电路调试周期，同时增强了仪器的可靠性，对产品的规模化和标准化生产带来很大的益处，因此大规模集成功率放大器在功率放大器设计中已成为设计者的第一选择，应用前景越来越广阔。

1LM3886的引脚功能

LM3886是美国国家半导体公司（NSC）生产的一款高保真功率放大器，采用11脚TO－220封装的引脚排列如图1所示，芯片和散热器间不需要绝缘，其主要电气参数如表1所列。各引脚的功能如下：

1、5脚：正电源输入;

3脚：输出;

4脚：负电源输入;

7脚：地;

8脚：静音控制;

9脚：反相输入;

10脚：同相输入;

2、6、11脚：空脚。

LM3886具有如下特性：

●具有输出电压短路保护和电流开路保护功能；

●具有过压和过热保护功能；

●具有欠压保护功能，即供电电压低于10V将自动停止工作。

表1LM3886的主要参数

参数最小值典型值最大值单位

电源电压±10±15±42V

静态电流305085mA

输出功率3868135/PeakW

开环电压增益90115dB

转折电压增益819V/μs

信噪比92.5110dB

输出电流711.5A

2LM3886在功率电源中的应用

LM3886主要是针对音响放大器而设计的一款芯片，而音响放大器和功率电源放大器工作状态是有区别的，前者主要工作在瞬时功率状态，后者则工作在恒定功率状态，因此在散热方面，前者不需要风扇，而后者必须加风扇来帮助散热。尤其在用作电流放大器时，由于功率电源输出的交流电流需要恒流输出，不论所带负载是大还是小，其消耗的总功率都是一定的，当负载为零或很小时，供电电源的全部电压均落在LM3886上，而输出的电流又要保持不变，这样在LM3886上消耗的功率将非常大，即使增加散热器的面积和体积，LM3886的温度上升速度也非常快，几秒钟内将使其无法正常工作。例如，在LM3886输出交流电流为5A，输出功率为30W时，需要供电电压为±25V以上，此时当负载为零（短路状态）时，±25V的压降将全部落在LM3886上，LM3886本身所消耗的功率将达到125W，迅速上升的温度将使LM3886处于过热保护状态而无法工作。

为解决上述问题，可在功率电源放大器中设计两片LM3886作为电流功率放大器，通过两片LM3886输出电流的叠加可产生所需输出的电流值。其具体线路如图2所示。

LM3886－1是一跨导功率放大器，其输出电流的变化由输入电压信号控制，由图2可知，LM3886－1的输出电压为V1，其大小将随负载的大小而变化；LM3886－2是一电压比例放大器（1：1），其输出电压始终跟随V1的变化，即V2＝V1；V1＝IaRm＋Io（RL＋Rt），V2＝IbRm＋Io（RL＋Rt）因为V1＝V2，所以Ia＝Ib；而输出电流则为Io＝Ia＋Ib＝2Ia＝ViRf／（R1Rt）。通过以上计算和分析可知，由两片LM3886通过不同工作方式的级联，使输出电流和功率得到扩展。